22/08/24論文摘要
通過(guò)侵入性微電極進(jìn)行的電刺激通常用于治療各種神經(jīng)和精神疾病。盡管取得了顯著成功，但由于異物反應(yīng)導(dǎo)致電極被膠質(zhì)增生包裹，因此刺激性能不可持續(xù)。磁刺激由于非接觸性能夠克服這些限制，在這里，研究人員展示了一種微型螺線管電感器?(80 μm × 40 μm)，其磁芯可以激活神經(jīng)元組織。
植入式微磁刺激（μMS）與電極刺激相比具有幾個(gè)優(yōu)勢(shì)，如納米制造技術(shù)能夠制造出帶有磁芯的超小型螺線管，這些螺線管可以產(chǎn)生更大的磁場(chǎng)，同時(shí)完全封裝在生物相容性涂層中。實(shí)驗(yàn)中新型微制造螺線管成功地激活了神經(jīng)組織，盡管需要進(jìn)一步研究，但這也初步證明了其具有治療神經(jīng)類疾病的潛力。
圖.?a使用基于?NV?金剛石傳感器定制系統(tǒng)測(cè)量新型微螺線管發(fā)射的磁通密度裝置。b顯示的掃描窗口在設(shè)置?( a )?中使用。c該設(shè)置使用了?μMS?的概念驗(yàn)證，在急性腦切片中使用微/大螺線管。
圖.?來(lái)自?Thy1-GCaMP6s?轉(zhuǎn)基因小鼠腦切片的輻射熒光顯微圖像，當(dāng)使用大型螺線管（上圖）和微型螺線管（下圖）時(shí)植入式微磁刺激（μMS）的熒光變化反應(yīng)
成像技術(shù)分析
Dhyana 400BSI?相機(jī)被用于觀察轉(zhuǎn)基因小鼠腦切片的輻射熒光顯微圖像，其擁有出色的信噪比和靈敏度，在紫外波段下提供出色的量子效率和低噪聲。即使該研究中的熒光信號(hào)很弱，數(shù)據(jù)位深達(dá)到16?bit的高動(dòng)態(tài)增益模式下拍攝的圖像，也能夠直觀看到不同大小的螺線管對(duì)于小鼠腦切片的輻射變化，以初步確定方案的可行性：亞毫米和毫米級(jí)線圈能夠?qū)⑹┘拥碾娏鬓D(zhuǎn)換為磁通量，然后感應(yīng)出足夠強(qiáng)的電場(chǎng)梯度來(lái)移動(dòng)離子并推動(dòng)它們感應(yīng)（或抑制)?神經(jīng)元的反應(yīng)。
參考源
Khalifa, A., Zaeimbashi, M., Zhou, T.X. et al. The development of microfabricated solenoids with magnetic cores for micromagnetic neural stimulation. Microsyst Nanoeng 7, 91 (2021). https://doi.org/10.1038/s41378-021-00320-8
